如图所示,水平放置的平行板电容器,原来两板不带电,上极板接地,极板长L=0.1m,两板间距离d=0.4cm.有一束由相同粒子组成的带电粒子流从两板中央平行于板射

如图所示,水平放置的平行板电容器,原来两板不带电,上极板接地,极板长L=0.1m,两板间距离d=0.4cm.有一束由相同粒子组成的带电粒子流从两板中央平行于板射

题型:不详难度:来源:
如图所示,水平放置的平行板电容器,原来两板不带电,上极板接地,极板长L=0.1m,两板间距离d=0.4cm.有一束由相同粒子组成的带电粒子流从两板中央平行于板射入,由于重力作用,粒子能落到下板上,已知粒子质量为m=2×10-6kg,电荷量q=1×10-8C,电容器的电容C=10-6F.不计带电粒子流之间的相互作用,求:

小题1:为使第一个粒子能落在下板中点O到紧靠边缘的B点之间,粒子入射速度v0应为多大?
小题2:以上述速度入射的带电粒子,最多能有多少个落到下极板上?(g取10m/s2)
答案

小题1:
小题2:600个
解析
(1)第一个粒子在极板间做平抛运动,即
水平位移:x=v0t①
竖直位移:
由①、②得
为使第一粒子能落在下板中点O到紧靠边缘的B点之间,x必须满足


 即:
(2)设以上述速度入射的带电粒子,最多能有n个落到下极板上.则第(n+1)个粒子的加速度为a,由牛顿运动定律得
mg-qE=ma③
其中
由③、④得
第(n+1)粒子做匀变速曲线运动


第(n+1)粒子不落到极板上,则

举一反三
一不计重力的带电粒子质量为m,电量为+q,经一电压为U1的平行板电容器C1加速后,沿平行板电容器C2两板的中轴进入C2,恰好从C2的下边缘射出.已知C2两板间电压为U2,长为L,如图所示.求平行板电容器C2上下两极板间距离d.
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如图,在直角坐标系xy内,有一个质量为m,电荷量为的电荷从原点沿x轴正方向以初速度为射出,电荷重力不计。现要求该电荷能通过点,试设计在电荷运动的空间范围内加上某种“场”后并运用物理知识求解的一种简单、常规的方案。说明电荷由的运动性质并在图中绘出电荷运动的轨迹;要有必要的运算说明你设计的方案中相关的物理量的表达式(用题设已知条件和有关常数表示)
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如图所示,一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中,在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹,M和N是轨迹上的两点。不计重力,下列表述正确的是(      )
A.粒子在电场中的加速度不变
B.粒子所受电场力沿电场方向
C.粒子在M点的速率比在N点的速率大
D.粒子在电场中的电势能始终在增加

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如右图所示,a、b带等量异种电荷,MN为ab连线的中垂线,现有一带电粒子从M点以一定初速度v2射入,开始时一段轨迹如图中实线,不考虑粒子的重力,则在飞越该电场的整个过程中,下列说法正确的是 (   )
 
A.该粒子带负电
B.该粒子的动能先增大后减小
C.该粒子的电势能先增大后减小
D.该粒子运动到无穷远处后,速度的大小一定仍为v2

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如图所示,平行板电容器MN竖直放置,极板长为L,两板间的距离也等于L。由离子源产生的带正电粒子的比荷q/m=1.0×1010C/Kg,以v0=1.0×106m/s的速度从板间的某处竖直向上进入平行板,在两板之间加一个适当的偏转电压U,可使粒子恰好从N板的边缘处飞出,且粒子的速度大小变为v=2.0×106m/s,不计粒子的重力,求:[ ]
小题1:偏转电压U多大?[ ]
小题2:以N板的边缘为原点,建立图示的坐标系xoy,在y轴右侧有一个圆心位于x轴、半径r=0.01m的圆形磁场区域,磁感应强度B=0.01T,方向垂直纸面向外,有一垂直于x轴的面积足够大的竖直荧光屏PQ置于某处。若圆形磁场可沿x轴移动,圆心O’在x轴上的移动范围为[0.01m,+∞],发现粒子打在荧光屏上方最远点的位置为y=2cm,求粒子打在荧光屏下方最远点的位置坐标。
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